新型钙钛矿结构复合氧化物材料的电导性能

研究了几种钙钛矿结构以及类钙钛矿结构材料的电导性能.实验表明,La_0.8Sr_0.2MnO₃, La_0.8Sr_0.2Ni_0.1Mn_0.9O₃,La_0.8Sr_0.2Ce_0.1Mn_0.9O₃和SrFe_0.5Co_0.5O₃电导率相差不大,均为10^-1S·cm^-1数量级;高温熔盐中耐侵蚀性能优良的LaLiMnO_y和LaLi_0.5MnO_y电导率差别很大,前者电导率大于1 S·cm^-1,达到了MCFC阴极对材料电导性能要求,而后者仅为10^-2S·cm^-1数量级.高达0.191 eV的电导激活能可能是LaLi_0.5MnO_y电导率过低的原因.     

吡咯/炭黑氧化物复合氧阴极材料的制备及催化性能

氧还原反应(ORR) 是碱性燃料电池和金属-空气电池的重要阴极反应.由于常见的铂基氧阴极材料存在价格昂贵、稳定性较低等问题, 因此, 开发低成本、高效率的非贵金属基氧阴极材料具有重要的研究意义和应用价值.氮掺杂碳材料是目前氧阴极材料研究的热点, 炭黑中碳原子的排列方式类似于石墨, 由于其价格低廉、来源广泛, 在碳材料的研究中具有独特的优势.本文基于炭黑, 采用化学法制备了氮掺杂炭黑氧阴极材料, 研究了其氧还原反应催化活性, 并进行了相关表征.结果显示炭黑-吡咯复合材料具有极好的氧还原反应活性, 700℃热处理后性能最优, 在1 mol·L-1KOH中其起峰电位约为0. 9 V, 极限扩散电流密度为2. 6 m A·cm-2, 转移电子数高于3. 5, 这些特性使得这类材料具有广阔的应用前景.      

新能源汽车反钙钛矿型锂离子固态电解质掺杂改性研究

传统锂离子电池液态电解液具有可燃性,存在安全隐患。随着对二次电池安全性能要求的提升,固态电池近年来成为新型二次电池发展的热点。在所有类型的固体电解质中,反钙钛矿型电解质具有前驱体成本低廉,易于合成以及加工性能好的优点,因此引起了广泛的注意。然而,反钙钛矿型电解质的离子电导率较低,室温下仅为10^-6～10^-5S/cm,从而限制了其在新能源汽车上的应用。实验采用溴镁共掺杂的方法来提高反钙钛矿型电解质的离子电导率。通过溴掺杂氯位以及镁掺杂锂位能够引入更多的锂空位,从而降低了锂离子迁移的活化能,使反钙钛矿型电解质的离子电导率提升4.5倍。最后,以钴酸锂为正极活性材料组装金属锂固态电池,反钙钛矿基固态电池在2C倍率下循环100圈后容量保持率可达90.1%。     

金属掺杂改性钙钛矿型氧化物的研究进展

钙钛矿型氧化物由于其结构的稳定性和特殊的物化性能,日益成为材料科学领域的研究热点.但是其催化活性偏低,尤其是带隙能较高,不能高效吸收太阳光谱中丰富的可见光,限制了该技术的推广.利用金属元素掺杂改性钙钛矿型氧化物是有效改善其光催化性能的方法之一.目前利用金属元素掺杂改性钙钛矿型氧化物光催化剂的制备方法主要有溶胶-凝胶法、...     

固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态、绿色、经济、无污染、燃料选择性强的发电装置,在效能转化和环境友好能源应用方面拥有巨大的开发前景。研究表明,高温SOFC(800～1000℃)具有慢启动、高成本、高温存在组件之间扩散及老化、性能衰减速率快、密封和连接困难等一系列问题,相比之下中低温SOFC(600～800℃)稳定性好、成本低、启动快速、封接材料选择宽泛。因此,对中低温SOFC技术的开发与研究十分必要。SOFC的阴极的作用是传递电子、扩散氧、催化氧的还原反应及为氧的还原反应提供场所。然而,阴极缓慢的氧还原反应(ORR)动力学、不稳定性和极化损耗成为制约SOFC技术发展的主要挑战。阴极材料与电解质材料的热膨胀系数不匹配以及Cr中毒和CO₂,SO₂中毒等问题也对SOFC中低温化进程产生较大影响。介绍了氧离子传导、氧还原机制等内容,从组成和微观结构的角度出发,综述了近年来钙钛矿、双钙钛矿、类钙钛矿、尖晶石和其他结构类型SOFC阴极材料以及复合阴极材料的研究进展,并展望了未来固体氧化物燃料电池阴极材料进行性能优化和新型阴极材料开发的方向和策略。     

稀土基固体氧化物燃料电池阴极材料的制备及应用研究进展

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell, SOFC)是一种将化学能直接转化为电能的全固态电化学能量转化装置。阴极材料作为SOFC的重要组成部分,阴极材料显著影响着SOFC工作效率。稀土元素因具有独特的电子结构和氧化还原特性,被广泛的应用到SOFC阴极材料,以提升其性能,因此成为研究的热点。本文总结了稀土基SOFC阴极材料的制备方法及其应用研究进展,并展望了稀土基SOFC阴极材料未来的发展前景。     

W-Ni-Sr电极材料固-液掺杂法制备工艺研究

采用了固-液掺杂法制备W-Ni-Sr电极材料,研究了复合粉的成分、形貌/物相,以及材料的烧结工艺对材料微观组织的影响,对比了固-固掺杂法制备W-Ni-Sr电极材料的组织和硬度、电导率和热导率,探讨了钨合金电极材料的优化方向。结果表明：固-液掺杂法制备的W-Ni-Sr复合粉,大部分颗粒大小在1μm以下,Ni和Sr元素在其中分布比较均匀。复合粉具有较好的烧结性能,烧结后钨酸盐均匀弥散分布在钨晶界和晶内,阻碍了晶粒的长大,电极材料的晶粒细小。固-液掺杂比固-固掺杂所制备的钨合金电极材料组织更均匀、细小,性能更好。     

钙钛矿型稀土复合氧化物整体式催化剂的研究进展

概述了钙钛矿型稀土复合氧化物用于燃烧催化剂的发展动态 ,综述了钙钛矿型稀土复合氧化物整体式催化剂的研究进展 ,并分析和归纳了相关的影响因素及其中钙钛矿型稀土复合氧化物粉体的制备技术     

钙钛矿型复合金属氧化物的研究进展

概述了柠檬酸法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、热分解法固相反应法等六种钙钛矿型复合金属氧化物的制备方法,并根据该氧化物具有立方结构,存在氧空穴而表现出的一系列特性,介绍了其在气敏材料、燃料电池、催化材料、透氧膜等方面的应用。     

固相法制备LiNi0.25Co0.5Mn0.25O2正极材料的研究

以LiOH·H2O和Ni，Co，Mn过渡金属或其氧化物为原料，采用固相法制备了锂离子电池正极材料LiNi0．25Co0．5Mn0．25O2。对产物进行了XRD，SEM及电化学性能等测试。结果表明：过渡金属原料对所得产物性能的影响很大，在其他原料相同的情况下，以金属Mn为原料所得产物相比以MnO2为原料所得产物具有结晶程度更加完整、颗粒尺寸更大、振实密度更高、电化学性能更好等特点；以金属Ni，Co，Mn为原料所得产物的不可逆容量较低、首次放电比容量可达171．6mAh·g^-1，振实密度高达2．87g·cm^-1。     

Rare Earth Elements-Doped LiCoO2 Cathode Material for Lithium-Ion Batteries

Thedevelopmentoflithium ionbatteriesreliesonthesuccessfuldevelopmentoflithiumintercalationandde intercalationcompounds ,whichareusedasthecathodeandanodeactivematerials .Forthecathode ,LiCoO2 ,LiNiO2 andLiMn2 O4 areselectedasthecan didate .Amongthematerials ,thelayeredtransitionmetaloxideofLiCoO2 isregardedasthemostattrac tivecathodematerialforcommerciallithium ionbat terybecauseofitshighspecificcapacity ,highoperat ingcellvoltageandexcellentrechargeability .Recent ly ,moreextensivestudies…     

Infrared Laser Pumped Green and Blue Laser Emissions from a Single Solid State Material Doped by Rare Earth ions

The possible ways and progress of infrared or red laser pumped green and blue laser emissions from a single solid state material doped by rare earth ions are outlined. The green and blue lasers realized from infrared laser pumped rare earth doped nonlinear laser crystals by means of self-frequency-conversion and from infrared laser pumped rare earth-doped bulk, fiber and microsphere materials by means of frequency upconversion are introduced in detail. Other kinds of devices and methods are also compared. The typical nonlinear laser crystals such as YA13(BO3)4, GdA13(BO3)4, YCa4O(BO3)3,GdCa4O(BO3)3, and the typical upconversion fluoride fibers are compared and analyzed. The major problems remaining to be solved and the developing trends in the area are also discussed.     

均匀掺杂稀土钼粉的制备

采用溶胶凝胶(Sol-Gd)和两步氢还原法，成功制备了掺杂复合RE2O3(RE2O3=La2O3 Y2O3)的稀土钼粉末，采用XRD，TEM分析手段对还原后的粉末成分、形貌、粒度等进行分析。结果表明：所制备的粉末中，Mo是以单质形式出现，RE元素以氧化物形式存在，稀土钼粉末粒径在70nm左右。采用放电等离子快速烧结方法(SPS)制备了致密样品，对样品表面和截面的稀土元素分布情况分析表明稀土元素分布非常均匀。     

尖晶石LiMn2O4正极材料的掺杂改性研究

掺杂是目前改善LiMn2O4正极材料性能的主要途径.结合容量衰减原理,综述并分析了掺杂各种阳离子、阴离子及复合掺杂分别对材料各项性能的影响,提出了阴阳离子的复合掺杂是改善材料综合性能的有效方法.     

稀土氧化物LnO1.5掺杂CeO2-δ固体电解质的缺陷与电导率

利用缺陷化学的知识,对定量求解稀土氧化物LnO1.5掺杂CeO2-δ固体电解质中氧离子空位的浓度进行了初步探讨.在此基础上,推导出了该固体电解质的离子电导率和电子电导率的表达式.并且得出了计算CeO2基固体电解质临界氧分压P*O2的公式,利用该公式对两个问题进行了简单分析.     

Structure and Electrical Conductivity of Compositely Doped Oxide Solid Electrolyte La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.12Co0.08O2.8

(La, Sr) (Ga, Mg) O3-δ, (LSGM) perovskite compositions doped with transition metal Co on the B-site were prepared by solid state reaction. The effect of partial substitution of Ga for Co, La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.12Co0.08O2.8 (LSGMC2008) on the electrical conductivity was discussed. The results showed the compacted samples sintered at 1350℃ possesses increased electrical conductivity at low temperatures. The XRD patterns of the title materials indicated that LSGMC2008 possessed orthorhombic perovskite-type structure. The grains distributed relatively uniform from SEM photo. The Arrhenius plots of ionic conductivity in air of the LSGMC2008 exhibited differing slopes in the low-and high-temperature regions, and the corresponding Ea values were much lower than that of LSGM2020. All of these suggested that even at low sintering temperature, proper amount Co doped was beneficial to improve ionic conductivity of LSGM.     

Physical and Electrochemical Properties of Doped LiFePO4 as Cathode Material for Lithium-Ion Batteries

LiFePO4 cathode material was synthesized by a solid-state reaction using doping several elements (Nb5 ,Zr4 ). The starting materials were mixed with a high-efficient sander and treated thermally under flowing N2. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), field-emission gun electron microscopy (FEG), and their electrochemical performance was investigated in the term of cycling behavior. Room temperature discharge capacity about 140.6 mA·h·g-1 was obtained at C/5 rate.     

Photocatalystic Oxidation Degradation of Polyethylene by Nano-TiO_2 Doped Rare Earth Ion

Photocatalystic Oxidation Degradation of Polyethylene by Nano-TiO_2 Doped Rare Earth Ion     

稀土钙钛矿催化剂制备方法的研究进展

稀土钙钛矿超微粉体的常规制备方法主要有机械混合法、化学共沉淀法、溶胶-凝胶法以及微乳液法等等。本文总结了以上各种方法的制备过程、特点以及在工艺优化方面国内外所取得的研究进展,并从机理上探讨了上述工艺对稀土钙钛矿催化剂相关性能的影响。